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富士 PLC PID 块—实操设置与编程（含占位示意图）

时间: 2025-10-30 22:06浏览量：20次

以 MICREX-SX 系列（SPH/SSN 等，软件：SX-Programmer）为例；不同项目模板中 PID 块名称略有差异（如 PID、PID_Auto、PID2 等），本文用通用端口名讲清“怎么接、怎么算、怎么调”。

0. 一张图看懂 PID 块（SVG 占位，可直接用）

PID 功能块（占位示意）RUN（使能）MODE（0=自动 / 1=手动）AT_START（启动自整定，可选）PV（过程值，工程量）SP（设定值，工程量）Kp（比例增益）/ 或 PB（比例带 %FS）Ti（积分时间）Td（微分时间）Ts（采样周期 ms）MV_MAN（手动输出 %）AT_DONE（整定完成）ERR（错误）ERR_ID（错误代码）MV（输出 % 0..100）PID 实例Anti-windup, Bumpless, SP Filter

注：你的项目里块名可能叫 PID、PID_Auto 或 PID2，但端口语义一致。可将本 SVG 当“占位图”嵌入到产品/教程页。

1. 从 0 到 1：接线 → 量程 → 块参数（一步到位）

① 输入（PV）与设定（SP）

AI 模块量程：选择 0–10V 或 4–20mA，在模块参数里开启对应量程与滤波。
线性映射：将原始码值映射到工程量。例：若 0–10V→0..4000，温度 0..200 ℃，则PV = Raw * 200 / 4000。
SP 来自 HMI 或配方寄存器；建议做限幅与 步长限制（防跳变）。

② PID 采样周期

把 PID 调用放在恒定周期任务（如 10 ms/20 ms）。
把周期值写给Ts（毫秒）。周期越稳定，控制越稳。

③ 输出（MV）

模拟量：MV[%]→ DA 模块（0–10V/4–20mA），线性映射到码值。
加热/电磁阀：用 时间比例（SSR 占空），周期 0.5–5 s。
变频器频率：MV→ 模拟给定或通讯设定。

建议加入 Anti-windup（积分抗饱和）与 Bumpless（手自切换无扰）逻辑；多数模板自带，也可在外层实现限幅与跟踪。

2. 参数怎么填：P/I/D 与常用初值

参数	意义	常用起步	备注
Kp（或 PB）	比例环节强度；有的块用增益 Kp，有的用比例带 PB%	Kp：1.0～5.0；PB：5～20%	PB 越小越激进；Kp 越大越激进
Ti	积分时间，消除静差	2～20 s	为 0 表示无积分
Td	微分时间，抑制超调	0～2 s	为 0 表示无微分
MV 上/下限	输出限幅	0%～100%	执行器范围保护
Ts	采样周期	10～100 ms	与任务周期一致
AT_START	自整定触发	按需	整定期间关注安全与极限

起步后再微调：超调大→增大 PB（或减小 Kp）、或增大 Td；稳态慢→缩小 PB（或增大 Kp）、或减小 Ti。

3. 梯形图（LAD）占位示例｜SX-Programmer

// 假设：AI 原始值 D100（0..4000 对应 0..200℃），SP 在 D110，PID 输出在 D120（0..100%）
// R010 为控制使能；R011 为手动；R012 触发自整定；R013 为报警复位

|--[/]--------------------------[ MOV 0 D120 ]---------------------------------|
|  (报警/急停)                                                             |
|----------------------------------------------------------------------------|

|--[ R010 ]---------------------[ CALL PID ]----------------------------------|
|                                      |                                      |
|   RUN = R010                         |  PV  = D100 * 200 / 4000 → W         |
|   MODE = R011                        |  SP  = D110                           |
|   AT_START = R012                    |  Kp/PB/Ti/Td/Ts = 来自参数区          |
|   MV_MAN = D130                      |  MV → D120（0..100%）                 |
|----------------------------------------------------------------------------|

|--[ ]---( DA 输出/或 TPO SSR 驱动 )-----------------------------------------|
|  D120                                                                      |
|----------------------------------------------------------------------------|

说明：指令名与CALL PID形式因模板不同而异（也可能是PID_Auto等）；关键在于 端口含义与数据流：AI→工程量→PID→DA/SSR。

4. 结构化 ST 调用（便于复用）

// 变量（示意）
VAR
    PV_raw : INT;      // AI 原始
    PV     : REAL;     // 工程量
    SP     : REAL := 100.0;
    MV     : REAL;     // 0..100%
    RUN    : BOOL := TRUE;
    MODE   : BOOL := FALSE;   // FALSE=自动, TRUE=手动
    AT     : BOOL := FALSE;   // 自整定触发
    Kp     : REAL := 2.0;     // 或 PB := 10.0 {REAL}
    Ti     : REAL := 5.0;     // 秒
    Td     : REAL := 0.5;     // 秒
    Ts     : REAL := 0.02;    // 采样 20ms
    MV_MAN : REAL := 0.0;
END_VAR

// 线性映射：0..4000 → 0..200.0 ℃
PV := REAL(PV_raw) * 200.0 / 4000.0;

// 调用 PID：块名以项目模板为准（示例名 PID_Auto）
PID_Auto(
    RUN := RUN,
    MODE := MODE,
    AT_START := AT,
    PV := PV,
    SP := SP,
    Kp := Kp,     // or PB := 10.0
    Ti := Ti,
    Td := Td,
    Ts := Ts,
    MV_MAN := MV_MAN,
    MV => MV
);

// 输出到 DA：0..10V → 0..32000（示例，按模块手册换算）
DA0_Value := LIMIT(0, INT(MV * 320.0), 32000);

把PID_Auto替换成你工程库里的实际块名；若块使用 比例带 PB% 而非 Kp，则把 PB 端口接入并把 Kp 置空。

5. 常见问题与排查

现象	原因	处理
切自动时 MV 突跳	未做手自跟踪	切换前令MV_MAN≈当前 MV，或做无扰切换
积分“攒量”饱和	长时间超限/限幅后积分累积	启用 Anti-windup：在 MV 限幅时冻结或回退积分
振荡/超调大	Kp 过大（或 PB 过小），Ti 太小	减小 Kp（或增大 PB），增大 Ti；必要时加 Td 与 PV 滤波
响应慢	Kp 太小、Ti 过大、采样过长	增大 Kp（或减小 PB），减小 Ti，缩短任务周期
自整定失败	工况不稳/限位/噪声大	在稳定区间执行，延长周期、减小噪声、放宽限位